Top 5 Pós Metálicos para Impressão 3D Avançada

Este artigo apresentará 5 pós metálicos para impressão 3D de metal. Eles são ligas de alumínio, ligas de magnésio, aço inoxidável, ligas de alta temperatura e ligas de titânio.

O que é Tecnologia de Impressão 3D?

A impressão 3D é um tipo de tecnologia de prototipagem rápida, que é uma tecnologia que usa matérias-primas para empilhar camada por camada para completar a fabricação de modelos sólidos tridimensionais. Baseia-se em arquivos de modelo digital e usa materiais ligáveis (como plástico ou metal em pó, etc.) para construir objetos tridimensionais por impressão camada por camada.

Aplicações da Tecnologia de Impressão 3D

A impressão 3D geralmente usa impressoras de materiais de tecnologia digital. É usada para fazer modelos nos campos de fabricação de moldes, design industrial, etc. Com o desenvolvimento e maturidade da tecnologia, foi gradualmente usada na fabricação direta de alguns produtos ou componentes. A tecnologia de impressão 3D já desempenha papel em calçados, design industrial, jóias, médico, automotivo, aeroespacial, educação, arquitetura, engenharia civil e muitos outros.

Sobre Impressão 3D de Metal

Nos últimos anos, a impressão 3D de metal tem sido considerada a principal direção de desenvolvimento da futura indústria manufatureira, e sua velocidade de desenvolvimento superou em muito a da impressão 3D não-metálica. Como base material da impressão de metal, materiais de pó metálico também são um ponto importante de avanço no desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D. Para a pesquisa sobre os tipos de materiais de pó metálico, atualmente existem cinco materiais de pó metálico: liga de titânio, liga de alumínio, liga de magnésio, superliga e aço inoxidável.

1. Liga de Titânio

As ligas de titânio têm as vantagens de alta resistência, alta resistência térmica, boa resistência à corrosão, bom desempenho a baixa temperatura e alta atividade química, e são amplamente usadas em equipamentos esportivos, indústria química, indústria nuclear, equipamentos médicos, aeroespacial e outros campos. Atualmente, muitos países perceberam a importância dos materiais de liga de titânio.

A liga de titânio é um novo material estrutural importante usado na indústria aeroespacial. A liga de titânio é principalmente usada para fazer componentes de compressor de motor de avião, seguida por foguetes, mísseis e peças estruturais de aeronaves de alta velocidade.

Peças de liga de titânio fabricadas por técnicas tradicionais de forjamento e fundição têm sido amplamente usadas em campos de alta tecnologia.

No processo de corte, o coeficiente de deformação da liga de titânio é pequeno, a temperatura de corte é alta, a ferramenta é fácil de desgastar, e a força de corte por unidade de área é grande. Juntamente com a baixa resistência ao desgaste e baixo desempenho de processo das ligas de titânio, a usinagem de ligas de titânio é muito difícil, e o processo de produção é complicado. E as ligas de titânio são muito fáceis de absorver impurezas como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e carbono durante o trabalho a quente.

Portanto, se métodos tradicionais de forjamento e fundição são usados para produzir peças de liga de titânio, o custo é alto, a taxa de utilização de material é baixa, o processamento é difícil e o processo de produção é complicado. Devido a essas dificuldades, a aplicação generalizada de ligas de titânio tem sido impedida.

Com o desenvolvimento da sociedade, o uso da tecnologia de impressão 3D de metal pode resolver os problemas acima, então a tecnologia 3D tornou-se uma nova tecnologia para fabricar diretamente peças de liga de titânio nos últimos anos.

2. Liga de Alumínio

A liga de alumínio tem excelentes propriedades físicas, químicas e mecânicas, como alta resistência específica, leveza, boa fluidez, forte capacidade de preenchimento de molde, boa resistência à corrosão, baixo ponto de fusão, boas propriedades de fundição e trabalhabilidade plástica. É amplamente usada em aeroespacial, indústria naval, indústria química, embalagens metálicas, construção, eletromecânica e indústrias de necessidades diárias.

No entanto, na fusão seletiva a laser, as características da própria liga de alumínio tornam a fabricação mais difícil. Atualmente, na fusão seletiva a laser, ainda existem problemas como oxidação, tensão residual, defeitos de poros e densidade na liga de alumínio.

3. Liga de Magnésio

As ligas de magnésio são caracterizadas por baixa densidade, boa dissipação de calor, alta resistência, grande módulo elástico, boa absorção de choque, maior capacidade de carga de impacto que ligas de alumínio, e boa resistência à corrosão a orgânicos e álcalis. Principalmente usadas em aviação, aeroespacial, transporte, indústria química, foguetes e outros campos. Além disso, em muitos campos de aplicação, as ligas de magnésio têm o potencial de substituir aço e ligas de alumínio.

Na fusão seletiva a laser, a formação de ligas de magnésio tem maior dureza e resistência que a fundição.

4. Aço Inoxidável

Devido à boa resistência à corrosão do próprio aço inoxidável, o aço inoxidável ainda pode manter suas excelentes propriedades físicas e mecânicas em altas temperaturas. Além disso, o pó tem boa conformabilidade, processo de preparação simples e baixo custo. Portanto, no campo de impressão 3D, o aço inoxidável também é amplamente usado.

Atualmente, a pesquisa sobre fusão seletiva a laser de aço inoxidável foca principalmente em aumentar a resistência e reduzir a porosidade.

5. Ligas de Alta Temperatura

Ligas de alta temperatura referem-se a uma classe de materiais metálicos baseados em ferro, níquel e cobalto que podem trabalhar por longo tempo em altas temperaturas acima de 600 °C e sob certa tensão. Tem excelente resistência a alta temperatura, boa resistência à oxidação e corrosão a quente, boas propriedades de fadiga, tenacidade à fratura e outras propriedades. Principalmente usadas em aeroespacial, energia, etc.

A integridade da superfície usinada de ligas de alta temperatura desempenha um papel muito importante em seu desempenho. No entanto, ligas de alta temperatura são materiais típicos de difícil usinagem, e problemas como baixa qualidade de superfície usinada e quebra severa de ferramenta ocorrem frequentemente durante o processo de usinagem. Isso se deve à alta dureza do item micro-reforçado, endurecimento severo por trabalho, alta resistência ao cisalhamento e baixa condutividade térmica, e altas forças de corte e temperaturas de corte na área de corte.

Com o desenvolvimento da sociedade, a tecnologia de impressão 3D tornou-se um novo método para resolver o gargalo técnico na conformação de ligas de alta temperatura.

Conclusão

A tecnologia de impressão 3D de pó metálico alcançou certos resultados, mas as limitações dos materiais de impressão afetarão o desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D. Embora muitos tipos de materiais metálicos de impressão 3D sejam adequados para uso industrial hoje, apenas materiais de pó metálico especializados podem atender aos requisitos de produção.

Quanto ao desenvolvimento de materiais metálicos de impressão 3D, também é necessário fortalecer a pesquisa sobre a relação entre estrutura e propriedades do material com base nos materiais existentes, otimizar parâmetros de processo de acordo com as propriedades dos materiais, aumentar a velocidade de impressão e reduzir porosidade e teor de oxigênio, e melhorar a qualidade da superfície. Ao mesmo tempo, novos materiais precisam ser desenvolvidos para torná-los adequados para impressão 3D.